ساز و مرموز از گرافن اکسید تشکیل توضیح داد

پروژه منجر Ayrat Dimiev کار کرده است در این موضوع از سال 2012 زمانی که او بخشی از پروفسور جیمز تور گروه در دانشگاه رایس است. اولین نتایج را دیدم نور در سال 2014. که کاغذ که انباشته از 490 استناد در این لحظه در برخورد با مکانیزم تبدیل گرافیت به گرافن اکسید (رفتن). دکتر Dimiev بعد منتقل شده به بخش خصوصی و سوالات خود را از سر گرفت در سال 2017 پس از بازگشت به دانشگاه فدرال قازان و باز کردن پیشرفته کربن نانومواد آزمایشگاه. تجربی بخشی از این نشریه جدید شد انجام شده توسط دکتر Ksenia Shukhina و دکتر آرتور Khannanov.

طبیعی گرافیت استفاده می شود به عنوان پیش ماده برای گرافن اکسید تولید بسیار دستور کریستالی مواد معدنی است که اعتقاد به تشکیل پوسیدگی مواد آلی. آن است که بسیار thermodynamically پایدار و مقاوم تبدیل شود آلی مانند metastable گرافیت اکسید. در این مسیر را می رود از طریق چندین تحولات منجر مربوطه متوسط محصولات. اولین محصول میانی است گرافیت معینی ترکیب (GIC). GICs شده اند به شدت مورد مطالعه در نیمه دوم قرن 20. در سال های اخیر آنها را به دست آورد علاقه با توجه به کشف گرافن و مواد مرتبط است. مرحله دوم از مجموعه واکنش یعنی تبدیل GIC به بکر گرافیت اکسید همچنان مرموز است. جالب ترین سوال بود در مورد طبیعت گونه حمله به اتم های کربن به صورت کووالانسی C-O اوراق قرضه. برای سال های بسیاری از آن مرسوم به عهده گرفت که این حمله به گونه هستند منگنز مشتقات مانند Mn2O7 یا MnO3+. در این مطالعه نویسندگان به روشنی نشان داد که منگنز مشتقات حتی نفوذ گرافیت گالری عکس; آنها فقط برداشت چگالی الکترونی از گرافن اما واقعی گونه حمله به اتم کربن هستند که مولکول های آب. بنابراین واکنش نمی تواند در ادامه به طور کامل بدون آب, شرایط و سرعت در حضور مقادیر کمی از آب است.

یکی دیگر از یافته های جدید ثبت شده توسط Ksenia Shukhina برای اولین بار بود خیالی برگشت از C-O پیوند شکل گیری به عنوان طولانی به عنوان گرافیت نمونه باقی مانده intercalated با اسید سولفوریک. عنوان تشکیل C-O اوراق قرضه می تواند به راحتی توسط شکاف تابش ليزر تبديل بازگشت به مرحله 1 GIC در تابش زمینه گرافیت پوسته پوسته شدن. پس از تجزیه و تحلیل دقیق این "برگشت" تفسیر شد توسط نویسندگان به عنوان تحرک C-O اوراق قرضه یعنی اوراق قرضه نمی بشکند اما آزادانه مهاجرت همراه گرافن هواپیما برای میکرون-مقیاس فاصله است. کشف پدیده ها و پیشنهاد واکنش مکانیسم ارائه منطق برای طیف وسیعی از شناخته شده اما در عین حال درک ضعیف مشاهدات تجربی در گرافن شیمی. در میان آنها وجود اکسید و graphenic دامنه در رفتن ساختار.

نتایج حاصل از این مطالعه بنیادی به یک دیدگاه جامع در رانندگی نیروهای پیچیده فرآیندهای رخ داده در طول تحول گرافیت به گرافن اکسید. این اولین بار است که چنین چند وجهی شرح یک سیستم پویا ساخته شده است و این نتیجه نه تنها به تازگی به دست آمده با داده های تجربی بلکه از سال ها بسیاری از انعکاس موضوع توسط پروژه منجر شود. درک این فرآیند در نهایت اجازه دهید یکی برای کنترل این واکنش و دریافت محصولات با خواص مورد نظر. این امر نه تنها به محصول نهایی از گرافن اکسید بلکه به کل خانواده از مواد به دست آمده از افشای گرافیت به اسیدی اکسید کننده مخلوط: گسترش گرافیت گرافن نانو-پلاکت ها حاوی از 3 تا 50 گرافن ورق گرافیت intercalates و گرافن دوپ شده. همانطور که برای گرافن اکسید به خودی خود موفقیت استفاده شده است و بارها نشان داده و در زمینه هایی مانند مواد کامپوزیت انتخابی غشاء تجزیه باتری های لیتیوم یون ، استفاده از گرافن اکسید که مانع از هزینه های بالای تولید آن و عدم کنترل بر خواص سنتز محصول. این تحقیقات منتشر شده آدرس هر دو از این مشکلات است.

در حال حاضر کار در حال انجام است به مطالعه تعامل گرافن اکسید با فلزات است. محققان در حال بصورتی پایدار و محکم متقاعد شده است که این روند بر اساس نه تنها در جاذبه الکترواستاتیک و یا در جذب غیر اختصاصی آن را به عنوان است که معمولا باور اما در یک ماده شیمیایی تعامل با اوراق قرضه گیری از طریق هماهنگی مکانیزم. هدف این شرکت این است که به توصیف پیچیده واکنش مکانیسم بازآرایی منجر به فلز اتصال در پویا ساختار گرافن اکسید.

###

این تحقیق با حمایت روسیه علوم پایه اعطای 16-13-10291.

کاغذ ساخته شده در دسترس آنلاین در اوایل دسترسی و دیدن نور در چاپ در ماه سپتامبر سال 2020 است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.